Cycle et niveau de classe
Lycée, Première spécialité SVT
Objectifs pédagogiques
- Mettre en évidence un chevauchement à l’échelle de la carte géologique au 1/50 000ème (sur des dizaines de km) pour repérer un indice simple de modification tectonique à l’origine d’un raccourcissement et d’un empilement des matériaux lithosphériques.
- Modéliser un chevauchement sur une maquette 3D à partir des données d’une scène ArcGIS qui présente différents angles de vue d’une carte géologique plaquée sur le relief.
Compétences et capacités travaillées
- Utiliser des outils numériques SIG (Systèmes d’informations géographiques)
- Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données
- CRCN 3.2 Développer des documents multimédia
- CRCN 5.2 Évoluer dans un environnement numérique
Outils numériques - intérêt et limites
- Scène ArcGIS : Application web Instant App directement accessible par un lien internet donné aux élèves. Accès aux couches de données ajoutées par le concepteur (exemples : topographie, cartes géologiques) à partir de différentes sources (fichiers stockés sur l’ordinateur ou données hébergées par le logiciel ArcGIS online). Possibilité d’explorer le modèle dans l’espace en 3 dimensions et enregistrement possible d’angles de vue qui facilitent l’interprétation des données par les élèves (aide mineure). En revanche, il est important de compléter la modélisation du chevauchement du Pic de Bugarach avec des observations réalisées à l’échelle de l’affleurement pour comprendre que ce modèle est construit à partir de données très partielles et que la carte géologique est un document de synthèse hautement interprétatif.
- ElevationAPI : Service Web permettant la transformation des MNT en maquette 3D
- Cura : Logiciel d’impression 3D ElevationAPI est une API open source simple fournissant des données d'altitude globales et un pipeline de contenu rapide, permettant la génération de terrain texturé 3D en direct à la fois dans STL et glTF. Elle a été conçue par Xavier Fisher. Ce site a besoin de financement pour fonctionner (seulement 100 dollars par an) sous forme de don. La taille du fichier téléchargeable est limité à 100MB ; cependant, une demande exceptionnelle au concepteur est possible. Le temps conséquent (5 heures) de fabrication de la maquette en impression 3D ne permet pas sa conception sur la séance mais les élèves peuvent réaliser toutes les étapes préalables et démarrer les premières minutes.
Contextualisation
Le Pic (ou Pech) de Bugarach est le point culminant du massif des Corbières occidentales à 1231m d’altitude. Curieusement, ce serait une inversion géologique (terrains anciens reposant sur des terrains plus récents) qui aurait participé à la fascination qu’exerce depuis longtemps cette montagne surnommée la "montagne inversée". Elle serait constituée par des couches de roches sédimentaires à l’envers, renversées par un épisode tectonique.
Objectif : on cherche, par l’utilisation des fonctionnalités d’un SIG (Système d’information géographique) et d’une maquette 3D à mettre en évidence une inversion des couches de roches sédimentaires au niveau du Pic de Bugarach pour expliquer l’origine du relief.
Répartition : Groupes de 3 ou 4 élèves
Durée : 1h
Consignes :
1. Identifier et délimiter les principales formations géologiques d’âges différents sur la maquette 3D du Pech de Bugarach en vous aidant de la scène ArcGIS accessible au lien suivant (sur Firefox) : https://sigsvt.maps.arcgis.com/apps/instant/exhibit/index.html?appid=482d7ba 67d1a4a8bb14e072e4ea15e00
Rq: Une formation géologique comprend les différentes couches de roches sédimentaires d’une même période.
2. Version 1 : Après avoir utilisé la maquette, réaliser un schéma d’interprétation de l’origine de la disposition des formations géologiques du Pic de Bugarach en utilisant les informations sur différentes déformations géologiques (schémas ci-dessous).
Utiliser les fonctionnalités du logiciel Photofiltre pour réaliser le schéma à partir de la photo du panorama du Pic fournie.
Version 2 : Après avoir utilisé la maquette, présenter, sous la forme de votre choix, la disposition des formations géologiques au niveau du Pic de Bugarach et interpréter-la pour expliquer l’origine du relief en utilisant la ressource sur les différentes déformations géologiques.
Schéma des différentes déformations géologiques
D’après Banque de Schémas - SVT - Académie de Dijon
Photo du panorama du Pech du Bugarach
3. Proposer une critique de votre modèle en utilisant les données ci-dessous.
D’après « Tectonique des plaques et formation des montagnes »
Ressources et supports
- Fiche d'aide à l'utilisation d'InfoTerre
- Ressources utilisées pour la maquette 3D
- Elevation API : Service Web permettant la modélisation de terrain 3D à partir d'une carte,
- Fiche technique Elevation API,
- Imprimante 3D.
| Vidéo de l’utilisation de Elevation API |
Image
|
Vidéo de l’utilisation de Cura
|
Image
|
Production attendue
Exemples de productions d’élèves pour présenter leur démarche de modélisation :
Capture d’écran d’un angle de vue du Pech de Bugarach proposé par la scène ArcGIS avec la carte géologique simplifiée au 1/50 0000ème plaquée sur le relief
Rq : Les formations éocènes (points violets sur fond beige) sont des éboulis issus de l’érosion non représentés sur la maquette.
La légende de la carte géologique est disponible sur le lien suivant http://infoterre.brgm.fr/
Photo de la maquette 3D du Pic de Bugarach présentant ses principales formations géologiques : vue de profil
Vue de dessus de l’ensemble de la maquette :
L’utilisation de feutres lavables permet aux élèves de tester leurs propositions avec différentes phases d’essais et d’analyse critique par rapport aux données de la scène.
Exemple de production d’élèves : Schéma d’interprétation de l’origine de la disposition des formations géologiques du Pic de Bugarach
Exemple de critiques d'élèves
Les formations géologiques du Trias et du Jurassique chevauchent celles du Crétacé. Cette nappe de charriage est à l’origine du relief du Pech de Bugarach par empilement des matériaux lithosphériques. En revanche les formations du Jurassique se retrouvent de part et d’autre de celles du Trias donc elles appartiennent aussi à un pli qui a chevauché le Crétacé.
Bilan et retour des élèves
L’utilisation de la scène ArcGIS permet de se projeter directement sur le paysage étudié et de l’explorer en trois dimensions par rapport aux données cartographiques. La maquette 3D motive les élèves. Ils se lancent avec envie dans l’activité dans le but de construire un objet 3D et de le comprendre avec une bonne perception des échelles. La complémentarité de ces deux outils SIG favorise la collaboration entre les élèves du groupe dans une démarche d’investigation. Différentes phases d’essais et d’erreurs sont possibles grâce à l’utilisation de feutres lavables sur la maquette.
La maquette peut aussi être un outil de communication pertinent utilisé au choix par les élèves pour répondre à l’objectif visé.
Pour aller plus loin, cette activité poursuivie à différentes échelles d’observation (de l’affleurement à la carte géologique) permet une bonne initiation à la lecture et à l’interprétation des cartes géologiques en vue d’une poursuite en enseignement de Terminale spécialité SVT.
Pour aller plus loin
1. Repérer un chevauchement à l’échelle de l’affleurement (sur des dizaines de mètres) dans le Massif des Corbières pour vérifier que ce type de déformation est à l’origine d’un raccourcissement et d’un épaississement crustal.
2. Utiliser le SIG Géoportail pour montrer le lien entre le chevauchement frontal nord pyrénéen et le relief à l’échelle de la chaîne de montagnes des Pyrénées (sur des centaines de kilomètres).
Extrait de la carte géologique de la France au 1 / 1 000 000. La région de Bugarach est encadrée
Carte du relief obtenue avec GéoPortail
